大功率碟型激光焊金屬蒸汽圖像特征分析.pdf

1、激光焊接是激光加工技術的重要方式,隨著現(xiàn)代工業(yè)制造的高速發(fā)展,高效、敏捷、環(huán)保的加工技術越來越受到重視。激光焊接以其獨特的高能束聚焦方式,在焊接過程中能夠實現(xiàn)深熔焊、快速焊等其它焊接工藝難以實現(xiàn)的形式。在工業(yè)應用上,激光焊接設備搭配靈活,能夠在大批量生產中實現(xiàn)高度自動化。其中,大功率碟型激光器與傳統(tǒng)激光器相比,在光束質量、加工效率、設備性能等方面均具有明顯的優(yōu)勢。
　　 激光致金屬蒸汽是在大功率激光焊接下不可避免的一種現(xiàn)象,處于

2、弱等離子體狀態(tài)。激光致金屬蒸汽對入射激光有折射、反射、散射、吸收等作用,影響激光到達工件表面輻射能量的強度,從而影響激光焊的焊接質量。因此,通過研究激光致金屬蒸汽現(xiàn)象與激光焊接質量之間的對應關系,對實現(xiàn)大功率激光焊接質量在線監(jiān)測具有十分重要的意義。論文針對大功率(功率≥10 kW)碟型激光焊接速度快、光束功率密度高和存在強烈金屬蒸汽輻射的特點,采用高速視覺傳感器獲取激光致金屬蒸汽圖像動態(tài)序列,獲得激光致金屬蒸汽的細微變化。對獲取到的激光

3、致金屬蒸汽原始圖像進行灰度轉換、維納濾波、圖像二值化處理、形態(tài)學開運算處理,得到去飛濺后的金屬蒸汽二值化圖像；再以去飛濺后的金屬蒸汽二值化圖像點乘金屬蒸汽灰度圖像,得到去飛濺后的金屬蒸汽灰度圖像。從去飛濺后的金屬蒸汽二值化圖像中,提取出激光致金屬蒸汽圖像的面積與高度特征參量。從去飛濺后的金屬蒸汽灰度圖像中,可以提取出激光致金屬蒸汽圖像的擺角特征參量。計算激光致金屬蒸汽面積與高度在不同焊接質量區(qū)域下的一階差分平均值,統(tǒng)計激光致金屬蒸汽面積